(57)【要約】【課題】簡単にレンズと遮光板とのずれがないようにする。【解決手段】  レンズ２７ａは、レンズ枠３３に保持された状態でプリズム収納部３４の前面に取り付けられる。撮影に無関係な光をカットするために、レンズ２７とプリズム３６との間に開口５１を設けた遮光板３５を配する。遮光板３５は、レンズ枠３３の背後に位置決めされて接着固定される。遮光板３５を接着固定した後にレンズ枠３３をプリズム収納部３４の前面に取り付け、レンズ枠３３の位置を調整してレンズ２７ａの偏芯調整を行う。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最も物体側に配される第１のレンズ群と、この第１のレンズ群を保持し、鏡筒に取り付けられるレンズ枠と、前記第１のレンズ群の背後に配され、この第１のレンズ群からの光束を通過させる開口を形成した遮光板とを備え、偏芯調整の際に前記第１のレンズ群を保持したレンズ枠の位置が調整されるレンズ装置において、
前記遮光板は、前記レンズ枠に一体に設けられ、前記レンズ枠とともに前記遮光板の位置が調整されることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記遮光板を前記レンズ枠の所定の位置に位置決めして一体に組み付けるための取付手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記取付手段は、前記レンズ枠の背面に突設された複数本のピンと、これらのピンに対応して前記遮光板に複数設けられ、対応するピンが挿通される孔とからなることを特徴とする請求項２記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記鏡筒は、前記レンズ枠が取り付けられる取付面を有し、この取付面に前記ピンが入り込む凹部が設けられ、この凹部内での前記ピンの移動を許容することによって偏芯調整の際に前記レンズ枠の移動を許容することを特徴とする請求項３記載のレンズ装置。
【請求項５】
光路を屈曲するプリズムを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記プリズムは、遮光板の背後に配され、第１のレンズ群から前記遮光板の開口を介して入射される光の光路を屈曲することを特徴とする請求項５記載のレンズ装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のレンズ装置と、このレンズ装置からの被写体光を受光して撮影信号を出力するイメージセンサと、撮影信号をデジタルのデータに変換して記録媒体に記録する記録手段とを備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のレンズ装置を備えたことを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置とそのレンズ装置を備えたデジタルカメラ，光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被写体像をイメージセンサで撮影し、得られる画像データをメモリカード等の記録媒体に記録するデジタルカメラが普及している。デジタルカメラには、撮影レンズ（レンズ装置），この撮影レンズによって被写体像が受光面に結像され、その被写体像を撮影信号に変換して出力するイメージセンサ、イメージセンサからの撮影信号を処理して画像データを生成する信号処理回路等から構成されている。このようなデジタルカメラでは、その利便性を高めながら装置を小型化する様々な工夫がなされている。
【０００３】
特許文献１では、プリズムによって折り曲げた撮影レンズの光路が提案されている。この撮影レンズは、例えば、物体側から順に物体側レンズ、物体側レンズからの光束を略直角に屈曲するプリズム、プリズムによって屈曲された光束を受ける像側レンズが配置され、物体側レンズの光軸が撮像装置の前面から背面に向かう方向であり、プリズムよりも像側の光軸を撮像装置の内部でその前面と平行にするとともに、ズーム操作時に移動するレンズがプリズムよりも像側に配されている。これにより、撮像装置の前面に撮影レンズを突出させる必要がなくなるとともに、ズーム操作時でもレンズ鏡筒が繰り出されることがない。
【０００４】
撮影と無関係な光が撮影レンズに入射すると、その光が撮影レンズの鏡筒の内壁やレンズ面などで反射・散乱して撮影画像のコントラストを低下させるなど画質を劣化させる原因となる。上記の撮影レンズでは、プリズムの射出面あるいは入射面にイメージセンサの受光部と略相似形の開口を有する遮光板を一体に設け、撮影に無関係な光が後続のレンズに入射しないようにしている。
【特許文献１】特開平９−２１１２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなプリズムを用い、プリズムよりも物体側にレンズを設けるとともに、上述のような遮光板をプリズムと一体に設けた場合では、光軸調整のために物体側レンズを移動させると、物体側レンズと遮光板との位置関係、あるいは物体側レンズを保持するレンズ枠と遮光板との位置関係がずれることになるが、その位置ずれが物体側レンズを通して観察することができる。このため、このように物体側レンズと遮光板との中心がずれると、外観的に奇妙な感じを与えるばかりでなく、ユーザに撮影レンズが適切に調整されていないと感じさせてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、レンズと遮光板とのずれによる違和感をユーザに与えることがない外観が容易に得られるレンズ装置，デジタルカメラ，及び光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するにあたり、請求項１記載のレンズ装置では、遮光板を、最も物体側に配される第１のレンズ群を保持し、鏡筒に取り付けられるレンズ枠に一体に設け、レンズ枠とともに遮光板の位置が調整されるようにしたものである。
【０００８】
請求項２記載のレンズ装置では、遮光板をレンズ枠の所定の位置に位置決めして一体に組み付けるための取付手段を備えたものである。また、請求項３記載のレンズ装置では、取付手段を、レンズ枠の背面に突設された複数本のピンと、これらのピンに対応して遮光板に複数設けられ、対応するピンが挿通される孔とから構成したものである。
【０００９】
請求項４記載のレンズ装置では、鏡筒がレンズ枠を取り付ける取付面を有し、この取付面にピンが入り込む凹部を設け、この凹部内でのピンの移動を許容することによって偏芯調整の際にレンズ枠の移動を許容するものである。
【００１０】
請求項５記載のレンズ装置では、光路を屈曲するプリズムを備えたものであり、請求項６記載のレンズ装置では、プリズムを、遮光板の背後に配し、第１のレンズ群から遮光板の開口を介して入射される光の光路を屈曲するようにしたものである。
【００１１】
請求項７記載のデジタルカメラでは、上記のレンズ装置と、このレンズ装置からの被写体光を受光して撮影信号を出力するイメージセンサと、撮影信号をデジタルのデータに変換して記録媒体に記録する記録手段とを備えたものである。また、請求項８記載の光学装置では、上記のレンズ装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１のレンズ群の偏芯調整の際に第１のレンズ群を保持したレンズ枠の位置が調整されるレンズ装置において、レンズ枠に遮光板を一体に設けたので、偏芯調整を行っても、レンズ枠，第１レンズ群と遮光板の開口との位置関係、例えば各中心が常に一致した状態に保つことができるので、外部から観察したときに違和感を与えることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１及び図２に本発明を実施したデジタルカメラの外観を示す。図１に示すように、デジタルカメラ２の前面には、その中央上部にストロボ光を照射するストロボ発光部３を設けてあり、その横に撮影開口４を設けてある。撮影開口４からはデジタルカメラ２の内部に配されたレンズ装置５のレンズが露呈される。上面には電源ボタン６とレリーズボタン７とを配してある。レリーズボタン７を押圧操作することにより、１フレーム分の静止画の撮影が行われ、この撮影で得られる画像データがデジタルカメラに装着されたメモリカード８（図３参照）に記録される。
【００１４】
図２に示すように、デジタルカメラ２の背面には、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１０、ズームタイプのレンズ装置５を望遠側、広角側にズーミング（変倍）させるズーム操作ボタン１１、デジタルカメラ２の各種操作及び設定を行うカーソルボタン１２を配してある。ＬＣＤ１０に表示されるメニューを見ながらカーソルボタン１２を操作して指示を与えることで、撮影モードと再生モードの切替え、ストロボ発光のオン／オフなどの各種設定を行うことができる。
【００１５】
ＬＣＤ１０は、撮影モード下では、撮影中の被写体像を動画のスルー画像として表示し、ユーザはこのスルー画像を観察することで撮影範囲を知ることができる。また、再生モード下では、メモリカード８に記録されている画像を選択してＬＣＤ１０に表示することができる。
【００１６】
上記デジタルカメラ２の電気的構成を図３に示す。ＣＰＵ１５は、レリーズボタン７，ズーム操作ボタン１１，カーソルボタン１２からの操作信号に基づいて、デジタルカメラ２の各部を制御する。ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１５ａ，ＲＡＭ１５ｂを内蔵している。ＲＯＭ１５ａには、撮影シーケンスなど各種シーケンスのプログラムを格納してあり、このプログラムにしたがってＣＰＵ１５は各部を制御する。ＲＡＭ１５ｂは、ＣＰＵ１５が各種シーケンスを制御する際の作業用メモリとして用いられる。
【００１７】
駆動回路１７は、レンズ装置５に組み付けられたズームやピント調節用のモータ、シャッタ装置のアクチュエータ等をＣＰＵ１５の制御下で駆動する。ＣＣＤイメージセンサ１８は、その受光面にレンズ装置５を透過した被写体光が入射し、その被写体像をアナログの撮影信号に変換して出力する。この例では、ＣＣＤイメージセンサ１８を用いて撮影を行うが、イメージセンサとしては、これに限らず、例えばＣＭＯＳ型のイメージセンサを用いてもよい。
【００１８】
信号処理部１９は、撮影モード下では、撮影信号に対してノイズ除去、増幅，画像データへの変換処理を行ってから、ホワイトバランス、γ補正を行い、処理済みの画像データを順次にＬＣＤドライバ２１に送る。これにより、撮影中の被写体像がスルー画像としてＬＣＤ１０に表示される。撮影モード下でレリーズボタン７が押圧操作されると、信号処理部１９は、その直後の撮影で得られる１フレーム分の画像データをデータ圧縮した後にインタフェース回路２２を介してメモリーカード８に記録する。なお、記録媒体としては、メモリカードに限らず、各種のものを用いることができ、またデジタルカメラの内部メモリに画像データを記録してもよい。
【００１９】
再生モード下では、インタフェース回路２２によってメモリカード９から画像データを読み出し、信号処理部２５で各種処理を施してからＬＣＤドライバ２１に送る。これにより、メモリカード８に記録されている画像がＬＣＤ１０に表示される。
【００２０】
信号処理部１９には，画像データに基づいて被写体輝度の検出と、画像データのコントラストの検出とを行う回路を備えており、検出した被写体輝度とコントラストの情報をそれぞれＣＰＵ１５に送る。ＣＰＵ１５は、信号処理部１９からの被写体輝度情報に基づいてシャッタ速度，絞りを制御し、コントラスト情報に基づいてピント調節の制御を行う。
【００２１】
図４にレンズ装置５の外観を、また図５にレンズ装置５の断面を示す。レンズ装置５は、プリズムを用いた屈曲光学系となっている。この屈曲光学系を用いることによって、デジタルカメラ２の厚みを薄くしている。レンズ装置５は、上部ユニット２３と、下部ユニット２４と、これら各ユニット２３，２４の間に組み付けられたシャッタユニット２５とからなり、これらはネジ等によって一体に組み付けてある。
【００２２】
上部ユニット２３は、上部鏡筒２６と、この上部鏡筒２６に組み付けられた第１レンズ群２７〜第４レンズ群３０，ズームモータ３１等からなる。上部鏡筒２６は、下部ユニット２４の下部鏡筒３２とともにレンズ装置５の鏡筒を構成する。
【００２３】
最も物体側に配される第１レンズ群２７は、１枚のレンズ２７ａから構成される。このレンズ２７ａは、後述するようにレンズ枠３３に保持された状態で、上部鏡筒２６の上部に設けられたプリズム収納部３４の前面に取り付けられ、撮影開口４から外部に露呈される。第１レンズ群２７の背面、この例ではレンズ２７ａの背面には、撮影と無関係な光を遮断するための遮光板３５を配してある。なお、第１レンズ群を１枚のレンズから構成しているが、複数枚のレンズで構成してもよい。また、第１レンズ群の複数枚のレンズのうちの2枚のレンズの間に遮光板を配した構成でもよい。
【００２４】
プリズム収納部３４には、光入射面３６ａと光射出面３６ｂとが直交するプリズム３６を組み付けてあり、プリズム３６は、光入射面３６ａが遮光板３５を挟んで第１レンズ２７ａを臨むように配されている。このプリズム３６は、レンズ２７ａから光入射面３６ａに入射する被写体光を９０度折り曲げて、光射出面３６ｂから射出する。すなわち、このプリズム３６によって、レンズ装置５の光路を９０度屈曲させてある。
【００２５】
第２レンズ群２８は、２枚のレンズ２８ａ，２８ｂからなり、レンズホルダ
３７に保持されて、プリズム３６の光射出面３６ｂの直下に固定してある。第３レンズ群２９は、３枚のレンズ２９ａ〜２９ｃから構成してあり、これらがレンズホルダ３８によって保持されている。このレンズホルダ３８は、ズームモータ３１によって、レンズ装置５の光軸に沿って、すなわち上下に移動する。この第３レンズ群２９の移動によって、ズーミングが行われる。第４レンズ群３０は、１枚のレンズ３０ａから構成されている。このレンズ３０ａは、レンズホルダ３９に保持して上部鏡筒２６の下部に固定してある。
【００２６】
下部ユニット２４は、下部鏡筒３２と、この下部鏡筒３２に組み付けられた第５レンズ群４１，ピント調節用モータ（図示省略）等からなる。第５レンズ群４１は、３枚のレンズ４１ａ〜４１ｃから構成され、各レンズ４１ａ〜４１ｃをレンズホルダ４２で保持してある。このレンズホルダ４２は、ピント調節用モータによって、レンズ装置５の光軸に沿って上下に移動する。この第５レンズ群４１の移動によって、ピント調節が行われる。
【００２７】
下部鏡筒３２の下部開口にＣＣＤイメージセンサ１８を組み付けてあり、その受光面には、上記のように構成される第１〜第５レンズ群２７〜３０，４１によって被写体像が結像する。このＣＣＤイメージセンサ１８と第５レンズ群４１の間には、モアレや擬色の発生を防止するためのローパスフィルタ４３を配してある。
【００２８】
前述のようにシャッタユニット２５は、上部ユニット２３と下部ユニットの間に配してある。シャッタユニット２５には、アクチュエータ４５で駆動されるシャッタ装置４６が内蔵されており、そのシャッタ装置４６の絞り羽根を兼ねたシャッタ羽根が上部鏡筒２６と下部鏡筒３２の間の光路を開閉する。撮影モード下では、ＣＰＵ１５の制御の下でシャッタ装置４６は、被写体輝度に応じた絞りとなるようにシャッタ羽根によって形成される開口径を調節し、レリーズボタン７の押圧操作に応答して静止画撮影を行うと、スメアの発生を防止するために、その直後に光路を閉じてＣＣＤイメージセンサ１８への光の入射を阻止する。
【００２９】
レンズ２７ａ，レンズ枠３３，遮光板３５の取り付け状態を図６に示す。レンズ２７ａは、例えばレンズ枠３３の背面側より、レンズ枠３３内に挿入され、その後に接着固定される。遮光板３５は、所定の厚みの薄い板状の部材であり、略円形のマスク部５１と、このマスク部５１の周囲に設けた突出片５２ａ〜５２ｄとからなる。
【００３０】
マスク部５１は、レンズ２７ａの背面をほぼ覆う程度でレンズ枠３３の内径よりも僅かに小さいサイズであり、その中央に撮影に有効な光束だけを通す略矩形状の開口５１ａを形成してある。このマスク部５１により、撮影と無関係な光がレンズ２７ａからプリズム３６に入射することを阻止する。突出片５２ａ〜５２ｄは、開口５１ａの各コーナに対応する位置に設けてあり、開口５１ａの中心を挟むように設けられた一対の突出片５２ａ，５２ｃには、取付孔５３をそれぞれ設けてある。
【００３１】
図７に示すようにレンズ枠３３の背面に２本のピン３３ａが突設されている。遮光板３５は、各取付孔５３に対応するピン３３ａを挿通することでレンズ枠３３の背面に組み付けられる。各ピン３３ａの外径は、取付孔５３の内径と同じにしてあり、ピン３３ａを取付孔５３に嵌め込むことによって、レンズ枠３３の中心、すなわちこれに保持されたレンズ２７ａの中心と、開口５１の中心とが一致するように、遮光板３５が位置決めされる。遮光板３５は、各取付孔５３の位置に接着剤を滴下することでレンズ枠３３に固定される。
【００３２】
プリズム収納部３４の前面は、プリズム３６の光入射面３６ａを露呈させる開口が設けられ、その周囲がレンズ枠３３の取付面５５となっている。取付面５５は、プリズムよりも物体側の光軸と垂直な平面となっている。この取付面５５にレンズ枠３３の各ピン３３ａが入り込む凹部５６が設けてある。レンズ枠３３は、各ピン３３ａを凹部５６に挿入し、突出片５２ａ〜５２ｄを取付面５５とレンズ枠３３との間に挟み込んだ状態でプリズム収納部３４の前面に組み付けられる。各凹部５６の内径は、ピン３３ａの径よりも大きくしてあり、第１レンズ３３の偏芯調整に必要な移動量で、レンズ枠３３を取付面５５に沿って移動可能にしてある。
【００３３】
レンズ枠３３は、略コの字形状の２個の板バネ５７で上部鏡筒２７に仮固定され、偏芯調整した後に接着剤で取付面５５に固定される。各板バネ５７は、その一端がプリズム収納部３４に背面にかけられ他端がレンズ枠３８の被押止部３３ｂにかけられることで、レンズ枠３３を取付面５５に押しつけるように付勢する。
【００３４】
次に、上記構成の作用について説明する。レンズ２７ａがレンズ枠３３の背後より挿入され、この後にレンズ２７ａとレンズ枠３３とが接着固定される。続いて、レンズ枠３３の背面側に設けたピン３３ａを遮光板３５の各取付孔５３に挿通して、遮光板３５をレンズ枠３３の背面に取り付ける。これにより、レンズ枠３３，レンズ２７ａの各中心と、遮光板３５の開口５１ａの中心が一致するように遮光板３５が組み付けられる。この後に、ピン３３ａと取付孔５３の部分に接着剤が滴下されて、遮光板３５がレンズ枠３３に固定される。
【００３５】
上記のようにレンズ２７ａと遮光板３５とが組み付けられたレンズ枠３３は、プリズム３６やその他レンズ等の各種部品が組み付けられた上部ユニット２３に取り付けられる。この取り付けの際には、遮光板３５の取付孔５３が通された各ピン３３ａが取付面５５に設けた各凹部５６に挿入される。これにより、遮光板３５の各突出片５２ａ〜５２ｄが取付面５５とレンズ枠３３の背面とにそれぞれ密着した状態で、レンズ枠３３が組み付けられる。レンズ枠３８を組み付けた後には、各板バネ５７の一端をプリズム収納部３４の背後にかけ、他端をレンズ枠３３の被押止部３３ｂにかけることで、レンズ枠３３を仮固定する。
【００３６】
例えば、上部ユニット２３には、レンズ枠３３の取り付け前に、各種部品が組み付けられて完成した下部ユニット２４，シャッタユニット２５が組み付けられており、レンズ枠３３が仮固定された状態でレンズ装置５の組み立てがほぼ完了した状態となる。
【００３７】
レンズ枠３３を仮固定した後、レンズ装置５は、偏芯調整工程に送られる。そして、偏芯調整工程では、調整対象となるレンズ装置５を通して、例えば所定のテストチャートをＣＣＤイメージセンサ１８で撮影し、その撮影中の画像された観察しながらレンズ２７ａの光軸と直交する面上でレンズ枠３３を移動させることでレンズ２７ａを移動して、最良の画像が得られる位置を決定する。
【００３８】
最良の画像が得られる位置を決定したならば、その位置を保持したまま接着剤を、例えばピン３３ａが入り込んでいる凹部５６に注入し、レンズ枠３３を上部ユニット２３に接着固定する。なお、レンズ２７ａ，レンズ枠３３，遮光板３５の固定方法は、接着剤を用いたも接着固定に限定するものではなく、各種の固定方法を用いてもよい。また、板バネ５７は、レンズ装置５の完成後も取り付けたままとされる。
【００３９】
以上のようにして、レンズ装置５が完成する。完成したレンズ装置５は、デジタルカメラ２の製造工程に送られ、デジタルカメラ２の内部に組み付けられる。そして、レンズ２７ａが撮影開口４から露呈される。遮光板３５は、その開口５１ａの中心とレンズ２７ａの中心とが一致するようにレンズ枠３３に取り付けてあり、レンズ２７ａの偏芯調整する際には、レンズ枠３３の移動によってレンズ２７ａとともに遮光板３５が移動する。したがって、偏芯調整後も開口５１ａと、レンズ枠３３，レンズ２７ａの各中心とが一致しているから、外部からレンズ２７ａを通してその背後に配されている遮光板３５を観察したとしも、違和感を与えることがない。
【００４０】
上記実施形態では、プリズムを用いてレンズ装置の光路を屈曲させているが、他の部材、例えばミラーを用いて光路を屈曲してもよい。また、光路を屈曲した屈曲光学系でなくても本発明を利用することができる。さらに、遮光板の開口を略矩形としているが、円形等の各種形状でも本発明を利用することができるのはいうまでもない。
【００４１】
また、本実施の形態ではデジタルカメラへ適用した場合について説明したが、本発明は、デジタルカメラへの適用に限定されるものではなく、銀塩フイルルムを使用するカメラ，プロジェクタ等の各種光学装置のレンズ装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明を実施したデジタルカメラの前面側を示す斜視図である。
【図２】デジタルカメラの背面側を示す斜視図である。
【図３】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】レンズ装置の外観を示す斜視図である。
【図５】鏡筒の構成を示す断面図である。
【図６】レンズ枠，遮光板の取り付け状態を示す分解斜視図である。
【図７】レンズ枠の背面側を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
２  デジタルカメラ
５  レンズ装置
１８  ＣＣＤイメージセンサ
２６，３２  鏡筒
２７ａ  レンズ
３３  レンズ枠
３３ａ  ピン
３５  遮光板
３６  プリズム
５１  開口
５３  孔
５６  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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